Уравнение состояния периклаза на основе функций Планка–Эйнштейна

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлено расширение метода Воронина–Куценка для совместного описания объемных и термохимических свойств кристаллических фаз с помощью функций Планка–Эйнштейна и модифицированного уравнения Тайта. Предложены два подхода, которые основаны на описании энергии Гиббса или Гельмгольца. В качестве тестовой системы выбран оксид магния (периклаз). Проведена оптимизация параметров уравнений состояния с использованием литературных данных в широком интервале термодинамических переменных (до 3000 K и 145 ГПа). Оценена предсказательная способность обоих подходов.

Об авторах

А. В. Перевощиков

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: ira@td.chem.msu.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 3

А. И. Максимов

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: ira@td.chem.msu.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 3

И. И. Бабаян

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: ira@td.chem.msu.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 3

Н. А. Коваленко

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: ira@td.chem.msu.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 3

И. А. Успенская

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: ira@td.chem.msu.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 3

Список литературы

  1. Dubrovinsky L.S., Saxena S.K. // Phys. Chem. Miner. 1997. V. 24. № 8. P. 547. https://doi.org/10.1007/s002690050070
  2. Reeber R.R., Goessel K., Kai Wang // Eur. J. Mineral. 1995. V. 7. № 5. P. 1039. https://doi.org/10.1127/ejm/7/5/1039
  3. Fedotenko T., Dubrovinsky L., Khandarkhaeva S. et al. // J. Alloys Compd. 2020. V. 844. P. 156179. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.156179
  4. Wang X., Wang B., Tan D. et al. // J. Alloys Compd. 2021. V. 875. P. 159926. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.159926
  5. Díaz-Anichtchenko D., Santamaria-Perez D., Marqueño T. et al. // J. Alloys Compd. 2020. V. 837. P. 155505. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.155505
  6. Irshad K.A., Anees P., Rajitha R. et al. // J Alloys Compd. 2020. V. 822. P. 153657. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.153657
  7. Freund J., Ingalls R. // J. Phys. Chem. Solids. 1989. V. 50. № 3. P. 263. https://doi.org/10.1016/0022-3697(89)90486-1
  8. Roy P.B., Roy S.B. // J. Phys. Condens. Matter. 2005. V. 17. № 39. P. 6193. https://doi.org/10.1088/0953-8984/17/39/007
  9. Holland T.J.B., Powell R. // J. Metamorph. Geol. 2011. V. 29. № 3. P. 333. https://doi.org/10.1111/j.1525-1314.2010.00923.x
  10. Huang Y.K., Chow C.Y. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1974. V. 7. № 15. P. 2021. https://doi.org/10.1088/0022-3727/7/15/305
  11. Perevoshchikov A.V., Maksimov A.I., Kovalenko N.A. et al. // Russ. J. Phys. Chem. 2022. V. 96. № 10. P. 2059. https://doi.org/10.1134/S0036024422100259
  12. Speziale S., Zha C.-S., Duffy T.S. et al. // J. Geophys. Res. 2001. V. 106. P. 515. https://doi.org/10.1029/2000JB900318
  13. Tange Y., Nishihara Y., Tsuchiya T. // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2009. V. 114. № 3. P. 1. https://doi.org/10.1029/2008jb005813
  14. Kono Y., Irifune T., Higo Y. et al. // Phys. Earth Planet. Inter. 2010. V. 183. № 1–2. P. 196. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2010.03.010
  15. Huang X., Li F., Zhou Q. et al. // Sci. Rep. 2016. V. 6. P. 19923. https://doi.org/10.1038/srep19923
  16. Anderson O.L. Equations of State of Solids for Geophysics and Ceramic Science. Oxford: Oxford University Press, 1995. 405 p.
  17. Berman R.G., Brown T.H. // Contrib. Mineral. Petrol. 1985. V. 89. № 2–3. P. 168. https://doi.org/10.1007/BF00379451
  18. Pechkovskaya K.I., Nikiforova G.E., Tyurin A.V. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. № 4. P. 476. https://doi.org/10.1134/S0036023622040155
  19. Nikiforova G.E., Kondrat’eva O.N., Tyurin A.V. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. № 2. P. 242. https://doi.org/10.1134/S0036023621020145
  20. Khvan A.V., Uspenskaya I.A., Aristova N.M. et al. // Calphad. 2020. V. 68. P. 101724. https://doi.org/10.1016/j.calphad.2019.101724
  21. Voronin G.F., Kutsenok I.B. // J. Chem. Eng. Data. 2013. V. 58. № 7. P. 2083. https://doi.org/10.1021/je400316m
  22. Khvan A.V., Dinsdale A.T., Uspenskaya I.A. et al. // Calphad. 2018. V. 60. P. 144. https://doi.org/10.1016/j.calphad.2017.12.008
  23. Khvan A.V., Babkina T., Dinsdale A.T. et al. // Calphad. 2019. V. 65. P. 50. https://doi.org/10.1016/j.calphad.2019.02.003
  24. Gerya T.V., Podlesskii K.K., Perchuk L.L. et al. // Phys. Chem. Miner. 2004. V. 31. № 7. P. 429. https://doi.org/10.1007/s00269-004-0409-8
  25. Feistel R., Wagner W. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2006. V. 35. P. 1021. https://doi.org/10.1063/1.2183324
  26. Trusler J.P.M. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2011. V. 40. № 4. https://doi.org/10.1063/1.3664915
  27. Jacobs M.H.G., Schmid-Fetzer R., van den Berg A.P. // Phys. Chem. Miner. 2013. V. 40. № 3. P. 207. https://doi.org/10.1007/s00269-012-0562-4
  28. Dorogokupets P.I., Oganov A.R. // Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2007. V. 75. № 2. P. 1. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.75.024115
  29. Murnaghan F.D. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1944. V. 30. P. 244. https://doi.org/10.1073/pnas.30.9.244
  30. Jackson I., Ridgen S.M. // Phys. Earth Planet. Inter. 1996. V. 96. № 2–3. P. 85. https://doi.org/10.1016/0031-9201(96)03143-3
  31. Dewaele A., Fiquet G., Andrault D. et al. // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2000. V. 105. № B2. P. 2869. https://doi.org/10.1029/1999jb900364
  32. Fei Y., Li J., Hirose K. et al. // Phys. Earth Planet. Inter. 2004. V. 143. № 1–2. P. 515. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2003.09.018
  33. Barron T.H.K., Berg W.T., Morrison J.A. // Proc. R. Soc. A: Math. Phys. Eng. Sci. 1959. V. 250. № 1260. P. 70. https://doi.org/10.1098/rspa.1959.0051
  34. Krupka K.M., Robie R.A., Hemingway B.S. // Am. Mineral. 1979. V. 64. P. 86.
  35. Bosenick A., Geiger C.A., Cemič L. // Geochim. Cosmochim. Acta. 1996. V. 60. № 17. P. 3215. https://doi.org/10.1016/0016-7037(96)00150-0
  36. Victor A.C., Douglas T.B. // J. Res. Natl. Bur. Stand. A: Phys. Chem. 1963. V. 67A. № 4. P. 325. https://doi.org/10.6028/jres.067a.034
  37. Pankratz L.B., Kelley K.K. // Bur. Mines Res. 1963. V. 6295.
  38. Richet P., Fiquet G. // J. Geophys. Res. 1991. V. 96. № B1. P. 445. https://doi.org/10.1029/90JB02172
  39. Uspenskaya I.A., Kulikov L.A. // J. Chem. Eng. Data. 2015. V. 60. № 8. P. 2320. https://doi.org/10.1021/acs.jced.5b00217
  40. Fiquet G., Richet P., Montagnac G. // Phys. Chem. Miner. 1999. V. 27. № 2. P. 103. https://doi.org/10.1007/s002690050246
  41. Utsumi W., Weidner D.J., Liebermann R.C. // Geophys. Monogr. Ser. 1998. V. 101. P. 327. https://doi.org/10.1029/GM101p0327
  42. Zhang J. // Phys. Chem. Minerals. 2000. V. 27. P. 145. https://doi.org/10.1007/s002690050001
  43. Hirose K., Sata N., Komabayashi T. et al. // Phys. Earth Planet. Inter. 2008. V. 167. № 3–4. P. 149. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2008.03.002
  44. Anderson O.L., Andreatch P. // J. Am. Ceram. Soc. 1966. V. 49. № 8. P. 404. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1966.tb15405.x
  45. Sumino Y., Anderson O.L., Suzuki I. // Phys. Chem. Miner. 1983. V. 9. № 1. P. 38. https://doi.org/10.1007/BF00309468
  46. Isaak D.G., Anderson O.L., Goto T. // Phys. Chem. Miner. 1989. V. 16. № 7. P. 704. https://doi.org/10.1007/BF00223321
  47. Sinogeikin S.V., Jackson J.M., O’Neill B. et al. // Rev. Sci. Instrum. 2000. V. 71. № 1. P. 201. https://doi.org/10.1063/1.1150183
  48. Li B., Woody K., Kung J. // J. Geophys. Res. 2006. V. 111. № 11. P. 1. https://doi.org/10.1029/2005JB00425

Дополнительные файлы


© А.В. Перевощиков, А.И. Максимов, И.И. Бабаян, Н.А. Коваленко, И.А. Успенская, 2023